研究人员从具有再生特性的天然聚合物中开发了一种实验室生长的血管移植
约翰霍普金斯大学(Johns Hopkins)的工程师开发了一种新的血管移植物，制造时间不到一周，而且具有再生功能，研究人员可能离改善冠状动脉疾病患者和先天性心血管缺陷儿童的生活又近了一步。
冠状动脉疾病(简称CAD)是全球死亡的主要原因，患有这种疾病的人通常需要手术来修复受损的心血管组织．搭桥手术是另一种常见的干预措施，需要移除受损组织，并用血管从身体的另一个部位，如隐静脉，它贯穿腿的长度，是人体最长的静脉。这种方法给身体带来了巨大的压力，还有其他的风险因素:它需要患者有多个手术部位，那些因为斑块堆积而需要手术的患者也可能在移植静脉中有斑块堆积，导致进一步的并发症。
先天性心血管缺陷(CCD)在全世界1%的活产儿中发生，患有这种疾病的儿童在成长过程中经常接受反复的手术重建。但是重复的手术减少了用于重建的血管组织的数量，合成的移植物不能随着孩子的生长而生长。
人工合成的移植物还面临着其他的挑战，比如会阻碍血液流动的凝块，而且用干细胞培养的移植物通常需要长达8周的准备时间。
为了改善手术实践和减少冠心病和CCD患者可能需要的手术次数，血管贪污这就鼓励了新组织的形成，这些组织具有更好的力学性能，可以模拟天然动脉。纳米生物技术研究所主任、化学与生物分子工程系教授Sharon Gerecht和Morgan Elliott博士生他领导的一个科学家团队创造了一种天然移植物，这种移植物的准备时间不到一周，会随着健康组织在原位生长而溶解，并能承受心脏跳动对动脉和静脉造成的持续收缩和放松周期。
“我们的目标是将我们的专利静电纺丝技术和干细胞结合起来，创造出一种新型血管移植物，它可以显著减少移植物的制作时间，甚至比移植物的移动时间还要长临床试验同时还能减少凝血和促进组织再生，”埃利奥特说。
他们的研究结果最近发表在美国国家科学院院刊．
他们的静电纺丝工艺通过对纤维蛋白聚合物施加电荷和机械拉力来生产细纤维线。研究小组选择纤维蛋白作为移植物，因为它是一种由身体产生的天然聚合物，可以防止血液凝结，促进新组织的形成，并增加弹性蛋白的产生。弹性蛋白是动脉中的一种关键蛋白质，它能帮助组织在拉伸后保持形状。然后将这些薄片交替地卷成空心管，然后将其脱水并储存起来以备以后使用。
一旦再水，移植物的外部用聚(ε-己内酯)(PCL)护套加固，以防止缝合线撕裂移植物。根据患者的需要，在植入移植物之前，团队会遵循不同的准备步骤。如有紧急需要，可在复水后立即移植。对于知道自己最终需要手术的慢性血管疾病患者，他们的干细胞可以在移植前被收集并植入移植物上。
在小鼠研究中，研究小组制作了直径为0.6毫米、长3-5毫米的小血管移植物，并在腹主动脉进行了测试。6个月后，两种移植物均无凝血迹象，移植物内向外无新组织形成，移植物能够保持与健康血管相似的力学性能。移植物促进了弹性蛋白的产生，这在该领域通常是一个挑战。重要的是，我们发现移植物介导的再生和干细胞增强了再生过程。
研究人员说，他们积极的结果表明他们的移植技术具有临床和商业潜力。该团队计划评估移植物的保存寿命，并在更大的动物模型中测试5mm直径的移植物。
“这项研究是五个实验室合作努力的结果，结合了干细胞工程、生物材料、外科、血管力学和血管疾病的专业知识。马里兰干细胞研究基金，通过他们的验证拨款机制，使我们能够将技术推进到临床前研究。我们致力于进一步开发我们的小直径血管移植平台技术，使患者受益。”Elliott和Gerecht说。
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